20 课时精练(18) 有机化合物结构的测定-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版2019 双选）

课时精练(十八)　有机化合物结构的测定 1．鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物，科学研究表明，鲨鱼体内含有一种角鲨烯，具有抗癌性。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子，其中有6个碳碳双键且不含环状结构，则其分子式为(　　) A．C30H60 B．C30H56 C．C30H52 D．C30H50 D　[由题意知角鲨烯分子的不饱和度为6，分子中的氢原子数应该比C30H62少12个。] 2．二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中一般不能对二者进行鉴别的是(　　) A．利用金属钠或者金属钾 B．利用质谱法 C．利用红外光谱法 D．利用核磁共振氢谱 B　[质谱是用于测定相对分子质量的。] 3．若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需消耗3 mol O2，则(　　) A．x＝2，y＝2 B．x＝2，y＝4 C．x＝3，y＝6 D．x＝3，y＝8 B　[由烃CxHy燃烧通式CxHy＋O2xCO2＋H2O知，1 mol烃燃烧需mol O2，将各选项代入即可求得。] 4．某有机化合物在氧气中充分燃烧，生成水蒸气和CO2物质的量之比为1∶1，由此得出的结论是(　　) A．该有机化合物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3 B．分子中C、H原子个数比为1∶2 C．有机化合物中必定含有氧 D．有机化合物中一定不含氧 B　[因生成CO2和H2O的物质的量比为1∶1，则n(C)∶n(H)＝1∶(1×2)＝1∶2，不能判断有机物中是否含有氧元素。] 5．某有机化合物只含碳、氢、氧元素，其中ω(C)＝60%，ω(H)＝13.33%，0.2 mol该有机物的质量为12 g，则它的分子式为(　　) A．CH4 B．C3H8O C．C2H4O2 D．CH2O B　[先求12 g有机物中含C、H的质量，进而确定含O的质量，再求实验式和相对分子质量，最后求分子式。N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶＝∶∶≈3∶8∶1。设其分子式为(C3H8O)n，则n＝＝1。所以其分子式为C3H8O。] 6．(2022·河北邯郸月考)某有机物A的质谱图如图①，核磁共振氢谱示意图如图②，则A的结构简式可能为(　　) A．HCOOH B．CH3CHO C．CH3CH2OH D．CH3CH2CH2COOH C　[根据图示可知，题给有机物的最大质荷比为46，则A的相对分子质量为46，则分子式为C2H6O或CH2O2，故B、D错误；根据核磁共振氢谱图可知，A分子的核磁共振氢谱有3组吸收峰且峰面积比为3∶2∶1，则其分子中含有3种H原子，HCOOH分子中含有2种H原子，CH3CH2OH分子中含有3种H原子，故C正确。] 7．某芳香族有机物的分子式为C8H6O2，它的分子(除苯环外不含其他环)中不可能有(　　) A．两个羟基 B．一个醛基 C．两个醛基 D．一个羧基 D　[由该有机物的分子式可求出不饱和度为6，分子中有一个苯环，其不饱和度为4，余下2个不饱和度、2个碳原子和2个氧原子。具有2个不饱和度的基团组合可能有三种情况：①两个碳原子形成1个—C≡C—、两个氧原子形成2个羟基，均分别连在苯环上；②两个碳原子形成1个羰基、1个醛基，相互连接；③两个碳原子形成2个醛基，分别连在苯环上。三种情况中氧原子数目都为2；而选项D中，1个羧基的不饱和度仅为1，氧原子数目已为2，羧基和苯环上的C的价键已饱和，都不能与剩下的1个碳原子以C==C结合。] 8．某含氮有机物能溶于水，它既能和酸反应，又能和碱反应，且分子中只含一个氮原子，实验测得其含氮量为18.67%，则下列关于该含氮有机物的说法不正确的是(　　) A．该有机物中碳原子数与氧原子数相等 B．该有机物中氢原子数等于碳、氧、氮原子个数之和 C．该有机物为氨基酸 D．该有机物中含有硝基(—NO2) D　[由题意知该有机物为氨基酸，其相对分子质量为≈75，可推知其结构简式为H2N—CH2—COOH，故A、B、C均正确，D不正确。] 9．(双选)某化合物的结构(键线式)及球棍模型如下，下列关于该有机物的叙述不正确的是(　　) 该有机分子的核磁共振氢谱图如下(单位是ppm)： A．该有机物不同化学环境的氢原子有7种 B．该有机物与氢氧化钠的醇溶液共热时可以发生消去反应 C．键线式中的Et代表的基团为—CH2CH3 D．1 mol该有机物最多可以与1 mol NaOH反应 AB　[该有机物结构不对称，核磁共振氢谱图中有8组峰，说明该有机物含有8种不同化学环境的H原子，A错误；该有机物分子中含有酯基，在氢氧化钠溶液中发生水解反应，分子中还含有羟基，但发生消去反应的条件是浓硫酸、加热，B错误；由结构及球棍模型可知，Et代表—CH2CH3，C正确；该分子中含有1个酯基，1 mol该有机物最多可以与1 mol NaOH反应，D正确。] 10．(双选)(2022·北京朝阳高二期末)相同状况下，某有机物X对氢气的相对密度为30，分子中含碳元素的质量分数为40%，含氢元素的质量分数约为6.7%，其余为氧元素，X可与碳酸氢钠溶液反应。下列关于X的说法不正确的是(　　) A．X的相对分子质量为60 B．X的分子式为C2H6O2 C．X的结构简式为CH3COOH D．X的同分异构体中含的只有一种 BD　[有机物X对氢气的相对密度为30，则该有机物的相对分子质量为60，A正确；一个有机物X分子中C原子的个数：＝2，H原子的个数：≈4，O原子的个数：＝2，故X的分子式为C2H4O2，B错误；X的分子式为C2H4O2，且X可以和NaHCO3溶液反应，故X的结构简式为CH3COOH，C正确；X为CH3COOH，其同分异构体中含的有HOCH2CHO、HCOOCH3，共2种，D错误。] 11．质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在PMR谱中都给出了相应的峰(信号)。峰的强度与结构中的H原子数成正比，例如乙酸分子的PMR谱中有两个信号峰，其强度比为3∶1。现有某化学式为C3H6O2的有机物的PMR谱有三个信号峰，其强度比为3∶2∶1，则该有机物的结构简式不可能是(　　) A．CH3CH2COOH B．CH3COOCH3 C．HCOOCH2CH3 D．CH3COCH2OH B　[在PMR谱中，等性氢原子都给出了相应的峰(信号)，峰的强度与结构中的H原子数成正比。因此PMR谱有三个信号峰说明有三种化学环境不同的氢原子，而且其个数比为3∶2∶1。B项，CH3COOCH3有两种氢原子，且原子个数比为1∶1。] 12．人在做剧烈运动后，有一段时间腿和胳膊会有酸胀和疼痛的感觉，原因之一是C6H12O6(葡萄糖)在运动过程中转化为C3H6O3(乳酸)。4.5 g乳酸与足量的钠反应，在标准状况下得气体1 120 mL。9 g乳酸与相同质量的甲醇反应，生成0.1 mol乳酸甲酯和1.8 g水。乳酸可被氧化为。则乳酸的结构简式是(　　) A．HOCH2CH2COOH B．HOCH2CH(OH)COOH C．CH3OCH2COOH D．CH3CH(OH)COOH D　[乳酸(C3H6O3)的相对分子质量为90。4.5 g乳酸(0.05 mol)与Na反应得到0.05 mol H2，说明1分子乳酸中有2个H原子被Na原子所替代；0.1 mol乳酸与甲醇反应生成0.1 mol乳酸甲酯和0.1 mol H2O，说明乳酸分子中只有1个羧基。乳酸氧化后的物质为，则另一个官能团必定是羟基，所以乳酸的结构简式为。] 13．分子式为C3H6O2的有机物有多种同分异构体，现有其中的四种X、Y、Z、W，它们的分子中均含甲基，将它们分别进行下列实验以鉴别，实验记录如下： NaOH溶液 银氨溶液 新制Cu(OH)2悬浊液 金属钠 X 中和反应 无现象 溶解 产生氢气 Y 无现象 有银镜 加热后有砖红色沉淀 产生氢气 Z 水解反应 有银镜 加热后有砖红色沉淀 无现象 W 水解反应 无现象 无现象 无现象 回答下列问题： (1)写出四种物质的结构简式： X______________，Y____________，Z____________，W____________。 (2)①写出Y与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式：________________________。 ②写出Z与NaOH溶液反应的化学方程式：___________________________________。 解析：　X能发生中和反应，故X中含有—COOH，X为CH3CH2COOH；由Y的实验现象判断Y的分子结构中含有—CHO和—OH，且分子中含有甲基，则Y的结构简式为；Z既能发生水解反应，又能发生银镜反应，则Z为HCOOCH2CH3；W能发生水解反应，不能发生银镜反应，分子结构中含有—COO—和—CH3，则其结构简式为CH3COOCH3。 答案：　(1)CH3CH2COOH　　HCOOCH2CH3　CH3COOCH3 (2)①＋2Cu(OH)2＋NaOH＋Cu2O↓＋3H2O ②HCOOCH2CH3＋NaOHHCOONa＋CH3CH2OH 14．化学上常用燃烧法确定有机物的组成。这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物质量确定有机物的组成。如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置。 回答下列问题： (1)若产生的氧气按从左到右流向，所选择装置中各导管的连接顺序是_______________(填字母)。 (2)C装置中浓硫酸的作用为__________________________________________。 (3)D装置中MnO2的作用为__________________________________________。 (4)E装置中CuO的作用为___________________________________________。 (5)若准确称取9.0 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)经充分燃烧后，A管质量增加13.2 g，B管质量增加5.4 g，则该有机物的实验式为________________。 (6)要确定该有机物的分子式，还要知道该有机物的__________________________________。 解析：　由实验测得二氧化碳和水的质量，就可以求出碳元素和氢元素的质量，再结合样品的总质量求出氧元素的质量，然后求出C、H、O的物质的量之比，得出实验式，有了实验式，要求分子式，必须知道该有机物的相对分子质量。(5)m(CO2)＝13.2 g，n(CO2)＝0.3 mol，m(C)＝3.6 g；m(H2O)＝5.4 g，n(H2O)＝0.3 mol，m(H)＝0.6 g；m(O)＝ (9.0－3.6－0.6)g＝4.8 g，n(O)＝0.3 mol。则n(C)∶n(H)∶n(O)＝1∶2∶1，该有机物的实验式为CH2O。 答案：　(1)gfehicd(dc)ab(ba)　(2)吸收水分，干燥氧气 (3)作催化剂，加快产生O2的速率 (4)使有机物充分氧化为CO2、H2O (5)CH2O　(6)相对分子质量 15．聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下： 已知： ①烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子； ②化合物B为单氯代烃；化合物C的分子式为C5H8； ③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马林的溶质； ④R1CHO＋R2CH2CHO。 (1)根据信息①确定A的分子式为____________，结构简式为________。 (2)G的化学名称是____________________，所含官能团名称为__________________。 (3)G的同分异构体中，能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体的有机物的结构简式为________________________________________________________________________。 (4)化合物C的核磁共振氢谱中有________组峰。 (5)既能发生水解反应，又能发生银镜反应的G的同分异构体有________种。 解析：　设烃A的分子式为CxHy，则有12x＋y＝70，讨论分析当x＝5时y＝10，则分子式为C5H10，由信息①中“只有一种化学环境的氢”知结构简式为，结合框图信息知B为、C为、D为HOOCCH2CH2CH2COOH、E为CH3CHO、F为HCHO、G为HOCH2CH2CHO、H为HOCH2CH2CH2OH。 答案：　(1)C5H10　 (2)3­羟基丙醛　羟基、醛基 (3)CH3CH2COOH (4)3　(5)1 学科网（北京）股份有限公司 $$